Angela Belcher, Materialchemikerin am Massachusetts Institute of Technology, nutzt Nanotechnologie, um Batterien zu züchten. Aus Viren. Batterien, die Wochen oder Monate halten und dünner als eine Kreditkarte sein können. Wie kam sie auf eine solche Idee? Abalone Muscheln.
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"Ich bin sehr interessiert daran, wie Biologie Materialien herstellt", sagt Belcher. „Muscheln haben mich zum Beispiel schon immer fasziniert.“ Muscheln für Abalonen bestehen hauptsächlich aus Kalziumkarbonat. Aufgrund der Mischung dieses weichen Materials mit Proteinen in Nanogröße bilden die Muscheln jedoch eine nahezu unzerbrechliche Rüstung. „Viele Objekte, die auf der Nanoskala kontrolliert werden, haben ungewöhnliche Eigenschaften, die davon abhängen, wie sie biologisch hergestellt werden“, sagt sie.
In ihrem Labor mit Materialwissenschaftlern und Bioingenieuren begann Belcher mit einem natürlich vorkommenden Virus, dem M13-Bakteriophagen, und fügte Gene ein, die das Virus zu einer Vorlage für winzige, sich selbst zusammensetzende Drähte machten. Einige Drähte aus Kobaltoxid und Gold werden zu den Minuspolen der Batterie. Andere, die aus mit Kohlenstoffnanoröhren bedecktem Eisenphosphat bestehen, bilden die positiven Pole. Die ultradünnen Drähte mit mehreren Nanometern Durchmesser können zu Hochleistungselektroden für Lithium-Ionen-Batterien kombiniert werden, wie sie in vielen modernen Elektronikgeräten verwendet werden. Die Batterien von Belcher können jedoch in jede erdenkliche Form gebracht werden.
Belchers Zauberei hat die Aufmerksamkeit der höchsten Regierungsebenen auf sich gezogen. Präsident Obama kam zu einer Demonstration zu Belchers Labor. Sie gab ihm eine Miniaturkopie des Periodensystems der Elemente. ("Für den Fall, dass Sie jemals eine Bindung haben und ein Molekulargewicht berechnen müssen, finden Sie hier ein Periodensystem für Ihre Brieftasche", erklärte sie ihm.)
Belchers Batterien sind mindestens ein paar Jahre von der Vermarktung entfernt. Sie könnten zuerst in einer neuen Generation computergestützter Kreditkarten auftauchen. Oder langlebige, leichte Batterien für Geräte wie Laptops oder Handys - oder ein Labor auf einem Chip.
